کامپیوترهای کوانتومی آبستن تهدید بزرگ امنیتی هستند که اصلا برای آن آماده نیستیم

برخی کارشناسان آمریکایی معتقدند استقرار رمزنگاری کوانتومی حداقل بیست سال زمان می برد. تأمینامنیتدر همه ی حوزه ها به کارکردرمزنگاریمتکی است؛ از پردازش تراکنش های بانکی گرفته تا سازوکارهای حفظ داده های حساس، نظیر پایگاه های داده ی نرم افزارهای مرتبط با سلامتی. در گزارشی که آکادمی ملی علوم پایه و مهندسی و پزشکی ایالات متحده ی آمریکا منتشر کرده، لزوم آمادگی هرچه سریع تر بشر برای, مواجهه با حملات سهمگینکامپیوترهای کوانتومیمطرح شده که می توانند سازوکارهای دفاعی رمزنگاری فعلی را درهم بشکنند.

کارشناسانی که این گزارش را ارائه کرده اند، بر این باورند فراگیرشدن و استقرار گسترده ی مکانیزم رمزنگاری که دربرابر حملات کوانتومی مقاوم باشد، فرایندی بسیار زمان بر و دشوار خواهد بود و زودتر از بیست سال آینده به آن دست نخواهیم یافت. باوجوداین، ظهور نسل کامپیوترهای کوانتومی زودتر رخ خواهد داد و اگر دراختیار هکرها و مهاجمان قرار بگیرد، نتیجه ی آن کابوسی برای حوزه ی امنیت و حریم خصوصی خواهد بود.

اینکه قوی ترین اَبَرکامپیوترها هم برای رمزگشایی و شکستن الگوریتم های رمزنگاری محافظ داده ها و شبکه ها و سایر سامانه های دیحیتالی به صرف زمانی فراتر از حد تصور نیاز دارند، حقیقتی است که امروزه سازوکارهای دفاع سایبری بسیار به آن متکی هستند,. بااین حال، کامپیوترهایی که از فناوریبیت های کوانتومی یا کیوبیت(Qubits) بهره می برند، چنان از منظر قدرت پردازش جهش یافته اند که می توانند بهترین مصداق های رمزنگاری را ازبین ببرند.

مسئله ی اصلی

در این گزارش، برای نمونه ای از رمزنگاری به فرایند جابه جایی کلیدهای دیجیتالی شناسایی بین دو طرف گفت وگو اشاره شده است؛ دو طرفی که از آن برای رمزگشایی پیام های امن استفاده می کنند. کامپیوتر کوانتومی پرقدرت می تواند الگوریتم RSA-1024 را که یکی از الگوریتم های محبوب برای ایمن سازی چنین فرایندهایی است، در کمتر یک روز بشکند و رمزگشایی کند.

به عقیده ی کارشناسان این حوزه، یک دهه تا دراختیار گرفتن چنین کامپیوترهایی فاصله داریم. این کامپیوترها به بیش از هزار مدار کیوبیتی نیاز دارند. ساختار کوانتومی این کیوبیت ها چنان شکننده و سست است که با تغییرات دما و حتی لرزش آرام ممکن است آسیب ببیند. بنابراین، هزاران واحد از این مدارهای کیوبیتی باهم باید تجمیع شوند تا مدار پایدار و مستحکمی برای محاسبات شکل بگیرد.

ویلیام اولیور(Wiliam Oliver)، استاد فیزیک دانشگاهMITو یکی از اعضای تیم نگارنده این سند، خاطرنشان کرده سازمان های دولتی و کسب وکارهایی نظیر بانک ها اغلب نیاز دارند داده هایشان را حتی برای چند دهه نگه داری کنند. بنابراین، باید اکنون دیگر نگران تهدید,هایی باشند که سازوکارهای رمزنگاری فعلی درمعرض آن خواهند بود.

اسکات توتزکی(Scott Totzke)، مدیرعامل یکی از استارتاپ های فعال در توسعه ی راهکارهای رمزنگاری کوانتومی به نامIsara، از بُعد کارکردی دیگر این فناوری می گوید:

طبیعتا این فناوری بسیار مدنظر شرکت های خودروسازی خواهد بود؛ شرکت هایی که نگران خطرهای ترتیب داده شده بر نرم افزارهای به کاررفته در خودروهایی هستند که قرار است سال ها در جاده ها تردد کنند.

استانداردسازی

درحقیقت Isara بخشی از برنامه ی عملیاتی بزرگ تر در جامعه ی رمزنگاری محسوب می شود که رسالت آن خلق روش ها و سازوکارهای رمزنگاری جدیدی است که دربرابر کامپیوترهای کوانتومی مقاوم باشند. در این سند، تعداد زیادی از این روش ها به صورت خلاصه آمده و مؤسسه ی ملی استاندارد و فناوری ایالات متحده ی آمریکا هم مشغول تدوین ضوابط و استانداردهای الگوریتم های رمزنگاری مرتبط با این روش ها است.

بزرگ ترین مشکل پیش رو در این حوزه، فراگیرشدن این الگوریتم ها است. به عقیده ی کارشناسان این آکادمی، فرایندهای تدوین استانداردها و متقاعدکردن تولیدکنندگان تجهیزات به پیروی از آن ها و درنهایت، ارتقای سخت افزارها و نرم افزارهای شرکت ها و سازمان ها سال ها به طول می انجامد. داده های قدیمی هم یا باید بازرمز شوند یا اینکه به کلی ازبین بروند.

از این منظر، پیش بینی تقریبا دقیق، اما ناراحت کننده این است که حداقل چند دهه تا اجرا و استقرار رمزنگاری کوانتومی در سطح گسترده فاصله داریم. اگر چنین پیش برود، باید امیدوار باشیم زمان بیشتری هم طول بکشد تا کامپیوتر قدرتمند کوانتومی دراختیار هکر با انگیزه های تخریبی قرار بگیرد.